JPS5967162A - トルク可変式ラツク・アンド・ピニオンステアリング装置 - Google Patents

トルク可変式ラツク・アンド・ピニオンステアリング装置

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Publication number
JPS5967162A
JPS5967162A JP17466882A JP17466882A JPS5967162A JP S5967162 A JPS5967162 A JP S5967162A JP 17466882 A JP17466882 A JP 17466882A JP 17466882 A JP17466882 A JP 17466882A JP S5967162 A JPS5967162 A JP S5967162A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rack
pinion
handle
spring
straight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP17466882A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Futaba
二葉 武四
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koyo Automatic Machine Co Ltd
Original Assignee
Koyo Automatic Machine Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koyo Automatic Machine Co Ltd filed Critical Koyo Automatic Machine Co Ltd
Priority to JP17466882A priority Critical patent/JPS5967162A/ja
Priority to US06/485,178 priority patent/US4619155A/en
Publication of JPS5967162A publication Critical patent/JPS5967162A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D3/00Steering gears
    • B62D3/02Steering gears mechanical
    • B62D3/12Steering gears mechanical of rack-and-pinion type
    • B62D3/123Steering gears mechanical of rack-and-pinion type characterised by pressure yokes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H55/00Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02Toothed members; Worms
    • F16H55/26Racks
    • F16H55/28Special devices for taking up backlash
    • F16H55/283Special devices for taking up backlash using pressure yokes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H55/00Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02Toothed members; Worms
    • F16H55/08Profiling
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H55/00Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02Toothed members; Worms
    • F16H55/26Racks
    • F16H55/28Special devices for taking up backlash
    • F16H55/283Special devices for taking up backlash using pressure yokes
    • F16H55/285Special devices for taking up backlash using pressure yokes with rollers or balls to reduce friction

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 操向輪に連結されたラックとの回転トルクをハンドル直
進位置付近で最大とし、ハンドルが回転するにつれて小
さくなるようにしたトルク可変式ラック・アンド・ピニ
オン ステアリング装置に関するものである。
従来トルク可変式ラック・アンド・ピニオンステアリン
グ装置として特公昭53−29049号公報に示すよう
に可変歯車比のものが考えられたがラックの加工が難し
く正しい精度を得ることが極めて困難であり高価になる
という欠点があった。
又ラック背面の一部に凹部を設け、ボールをコイルばね
で圧接して直進付近のハンドルもどりを良好にするは実
開昭57−55671号公報及び特開昭57−1219
69号公報により公知である。
本発明はピニオンと噛合するラックを1個の皿ばねと1
個のコイルばねで押圧すると共にラック背面に形成した
凹部にボールを当接シコイルばねで該ボールを押圧し、
ハンドル直進位置付近では1個の皿ばねと2個のコイル
ばねでラックを押圧して回転トルクを最大にし高速直進
でのハンドルのふらつきを防止し、ハンドルを回転する
につれて回転トルクを小にすると共に直進位置付近のハ
ンドルもどりを良好にし、更にラックの加工を容易にし
て安価に製作して従来の欠点を除くようにしたものであ
る。
第1図、第2図は本発明の第1実施例である。
1はハンドル軸に連結されたピニオン軸でハウジング2
の軸受3に軸支されピニオン4が一体に固定されている
。5は該ピニオン4と噛合するラックでその背面にサポ
ートヨーク6が当接し、サポートヨーク6背面中央には
有底円孔6aが、その底部中心に通孔6bが形成しであ
る。7はハウジング2背面に螺合されたヨークプラグで
、前面中央には有底円孔7aがその底部中心に螺孔7b
が形成され、サポートヨーク6背面とヨークプラグ7前
面間にばね定数の大きい皿ばね8が、有底円孔6a底部
とヨークプラグ7前面間にはばね定数の小さいコイルば
ね9が介装されている。通孔6bには円筒10先端部が
嵌合され後端部は有底円孔7αに嵌入されている。ラッ
ク5の中央部背面中心には凹部5bが設けられボール1
1が当接し、その受部材12と螺孔7bに螺合した調整
ボルト18との間にはばね定数の小さいコイルはね14
が介装されている。車のスペックに応じてヨークプラグ
7及び調整ボルト13を調整して皿ばね8及びコイルば
ね9,14を所定の圧力で押圧し、ロックナラ) 15
.16で夫々固定している。凹部5bの形状も車のスペ
ックに応じ種々変更することが出来る。又ボールの代わ
りに第5図の如くローラー11′を用いてもよい。ラッ
ク5の他の一方は図示されてないラックチューブ内に設
けられた軸受によって支持されている。ラック5の歯形
は第2図に示す如く歯5aはハンドル直進位置より左右
回転角約90°〜180°(この範囲を)・ンドル直進
位置付近と定義する。車のスペックによりこの値は変化
する。)の間は同一ピッチ、同一歯厚であるが、ハンド
ル直進位置付近を超えるにつれて次第に薄くなるように
なっている。
次に作用について説明する。ハンドル直進位置A−Aで
はラック5は皿ばね8とコイルばね9で押圧されボール
11はコイルばね]、4でラック5凹部5hに押圧され
ラック5とピニオン4は第2図αの如(C−Cで接触噛
合している。
この時ラック5とピニオン手の軸心間距離はLlになっ
ている。ハンドルが直進位置にある時の回転トルクは第
4図P1になっている。)−ンドルが直進位置より左右
に回転するとラック5の凹部5bが定位置のボール11
に対して左右に移動し凹部5bがボール11から外れる
迄はコイルばね14が次第に圧縮され回転トルクは次第
に大きくなり最大P2となる。ノ・ンドルが左右に所定
角度回転して凹部5bがボール11から外れる圧縮され
たコイルばね14は次第に元の状態に戻り回転トルクも
次第に元の直進位置の値になる。ハンドルが左右に約9
0°〜180°回転したハンドル直進位置付近より更に
回動すると、ラック5は歯5aが次第に薄くなるのでC
−C位置より次第にピニオン4に向って移動し、・・ン
ドル端部位置B−BではピニオンΦに最も近いc/  
c7位置となり、ピニオン4とラック5間の軸心間距離
り、も最小となる。この時サポートヨーク6とヨークプ
ラグ7間の間隙12は大きくなって皿ばね8が作用しな
い間隙となりコイルばね9及びコイルばね1手の押圧力
も直進位置付近より弱くなっておりピニオン4の回転ト
ルクは第4図の如〈従来値P3より低い値P4となりハ
ンドル操作は軽くなる。
皿ばね8が作用しなくなった時皿ばね8とヨークプラグ
7前面間の間隙は車のスペックに応じて0.05〜0.
25 mm程度になるように設定している。
第8図は本発明の第2実施例である。ラック5′の歯形
は、第8図に示す如くハンドル直進位置A−Aからピニ
オン4の回転角左右約90′〜180°以内ではラック
歯5α′の噛合位置d−dはピニオン4の軸心Oと同一
距離になっているが、それよりピニオン4の回転角が犬
きくなるに従ってラック歯5α′がランク軸心に近くな
るようにランク5′を形成しであるのでラック歯5a′
の噛合位置は次第にランク5′の軸心OK近づき、ハン
ドル端部位置B−Bではラック5′の軸心Oに最も近い
位置d′になっている。従ってハンドル直進位置A−A
から90°〜180°回転位置(直進位置付近)迄はピ
ニオン手とラック5′の歯5α′の噛合位置は第3図a
の如(C−Cにあり、軸心間距離idL、となっている
。この時サポートヨーク6とヨークプラグ7間の間隙l
、はl■ばね8が作用する間隙になっており、皿ばね8
とコイルばね9及びコイルばね14が共に作用して第1
実施例と同様ピニオン4の回転トルクを第4図の如〈従
来値P3より大きい値P、又はP2とし、ハンドルのふ
らつきを防止している。ハンドルが900〜1800回
転してから端部位置迄の間はラック5′が次第にピニオ
ン4の方向に押圧されて移動し、ラック歯5 a/の噛
合立置はハンドル端部位置B−Bではピニオン4に最も
近いc’−c’位置となりピニオン4とラック5′の軸
心間距離L2も最小となる。この時サポートヨーク6と
ヨークプラグ7間の間隙12は大きくなって皿ばね8が
作用しない間隙となり、コイルばね9及びコイルばね1
4の押圧力も直進位置付近より弱くなっており、ピニオ
ン手の回転トルクは第4図の如く\従来値P3より低い
値P4となり、ハンドル操作は軽くなる。
なお、ボールの代わりにローラーを用いた場合は、ハン
ドルの回転トルクがボールの場合よりも大きくなるので
、高速直進時のハンドルのふらつきをより確実に防止す
ることが出来る。
本発明によるとラックの歯のピッチを一定とし歯の厚さ
をハンドル直進位置付近では所定の厚さとし、ハンドル
直進位置付近を超えると順次薄くなるようにしてラック
が次第にピニオンに接近するようにするか又はランク歯
がハンドル直進位置付近を超えるに従ってランク軸心に
近ずくように形成し、ラックとピニオンの噛合位置がハ
ンドル直進位置付近を超えると次第にピニオンに接近す
るようにし、更にラック背面の一部に凹部を設はボール
をコイルばねで押圧しているのでハンドル直進位置付近
では皿ばね及び2個のコイルばねがラックに作用して回
転トルクを犬としハンドルのふらつきを防止でき、ハン
ドルを直進位置より左右に回転するとボールを押してい
るコイルばねの押圧力は更に強くなりハンドルがかたく
なるので高速の安定性がよくハンドルの戻りもよい。ハ
ンドルを直進位置付近より更に左右に回転した端部付近
ではばね定数の大きい皿ばねは作用せず2個のコイルば
ねのみが作用するのでピニオンの回転トルクは小さくな
りハンドル操作を軽くすることができ、又シックのピッ
チは一定なので加工が容易で安価に製作できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例要部内部構造を示す正面図
、第2図a、bは第1実施例のハンドル直進位置とハン
ドル端部位置でのピニオンとラック及び皿ばねとコイル
ばねの関係を示す側断面図、第3図α、hけ第2実施例
のハンドル直進位置とハンドル端部位置でのピニオンと
ラック及び皿ばねとコイルはねの関係を示す側断面図、
第4図はハンドル回転角とピニオン回転l・ルクの本発
明と従来装置の比較グラフ、第5図はローラーを用いた
場合のランク抑圧部の他の実施例正断面図である。 ■・・・ピニオン軸、小・・ピニオン、5.5’・・・
ラック、5h・・・凹部、6・・・サポートヨーク、7
・・・ヨークプラグ、8・・・皿ばね、9,1.4・・
・コイルばね、11・・・ボール、11・・・ローラー
、1B・・・調整ボルト。 特許出願人  光洋自動機株式会社、 第5図 手 続 補 正 書 (自発差出) 昭和57年]、2月2しノ日 特許庁長官 若  杉  和  夫  殿工 事件の表
示 昭和57年特許願第1.74668号 2 発明の名称 トルク可変式ラック・アンド ピニオン ステアリング
装置3 補正をする者 事件との関係   特許出願人 住所 奈良県橿原市十市町333番地2号名称    
光洋自動機株式会社 4代理人 5 補正命令の日付 6 補正の対象 明、H月1及び図面 7 補正の内容

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ■ ハンドル軸に固定したピニオンと噛合するラック背
    面に当接するサポートヨーク背面と、ノ・ウジングに同
    定されたヨークプラグ前面間にばね定数の大きい皿ばね
    とばね定数の小さいコイルばねを介装し、ラック背面の
    一部に凹部を設はボール又はローラーを当接し、ヨーク
    プラグに螺合した調整ボルトとボール受間にコイルばね
    を介装し、ラックとピニオン間の軸心距離をハンドル直
    進位置付近で最大とし皿ばね及び2つのコイルばねでラ
    ックをピニオンに押圧し、ハンドルが直進位置付近を超
    えるとラックがピニオンに次第に近接し皿ばねは作用せ
    ず2つのコイルばねのみでラックをピニオンに押圧する
    如くなしたトルク可変式ラック・アンド・ピニオン ス
    テアリング装置。 ■ ラック歯のピッチを一定にし歯の−厚さをハンドル
    直進位置付近で所定の厚さとし、ハンドル直線位置付近
    を超えると順次薄くなるようにしてラックが次第にピニ
    オンに接近する如くなした特許請求の範囲第1項記載の
    トルク可変式ラック・アンド・ピニオン ステアリング
    装置。 ■ ラック歯がハンドル直進位置付近を超えるに従って
    ラック軸心に近ずくように形成し、ラックとピニオンの
    噛合位置が次第にピニオンに接近するようにした特許請
    求の範囲第1項記載のトルク可変式ラック・アンド・ピ
    ニオン ステアリング装置。
JP17466882A 1982-04-15 1982-10-06 トルク可変式ラツク・アンド・ピニオンステアリング装置 Pending JPS5967162A (ja)

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JP17466882A JPS5967162A (ja) 1982-10-06 1982-10-06 トルク可変式ラツク・アンド・ピニオンステアリング装置
US06/485,178 US4619155A (en) 1982-04-15 1983-04-15 Rack and pinion steering device

Applications Claiming Priority (1)

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JP17466882A JPS5967162A (ja) 1982-10-06 1982-10-06 トルク可変式ラツク・アンド・ピニオンステアリング装置

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JPS5967162A true JPS5967162A (ja) 1984-04-16

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ID=15982603

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JP17466882A Pending JPS5967162A (ja) 1982-04-15 1982-10-06 トルク可変式ラツク・アンド・ピニオンステアリング装置

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